1.3可编程逻辑器件的基本概念可编程只读存储器PROM：一次性PROM是由熔丝三极管构成的。用户对PROM编程是逐字逐位进行，根据写入的信息，按字线和位线选择某个存储单元，将其熔丝熔断或保留。第29页，共77页，星期日，2025年，2月5日1.3可编程逻辑器件的基本概念在熔丝型可编程只读存储器中，存储矩阵的每个存储单元都有一个晶体三极管。该三极管的基极和字线相连，集电极通过一段镍铬熔丝和位线相连。在正常工作电流下，熔丝不会烧断，这样每个存储单元都有一个PN结，表示该单元存有信息“0”。但是，如果在某个存储单元的字线和位线之间通过几倍的工作电流，该单元的熔丝立刻会被烧断。这时字线、位线断开，该单元被改写为“1”。PROM的存储单元一旦由“0”改写为“1”或由“1”改写为“0”，就变成固定结构，因此只能进行一次编程。所以可编程只读存储器（PROM）也称为一次可编程只读存储器。第30页，共77页，星期日，2025年，2月5日1.3可编程逻辑器件的基本概念可擦除的可编程只读存储器EPROM：Intel公司在1971年首次开发出EPROM(ErasablePROM)。最早研究成功并投入使用的EPROM是用紫外线照射进行擦除的，并被称之为EPROM。因此，现在一提到EPROM就是指的这种用紫外线擦除的可编程ROM（Ultra-VioletErasableProgrammableRead-OnlyMemory，简称UVEPROM）。第31页，共77页，星期日，2025年，2月5日1.3可编程逻辑器件的基本概念第32页，共77页，星期日，2025年，2月5日1.3可编程逻辑器件的基本概念EPROM的核心技术是使用了一种浮栅雪崩注入MOS管，即FAMOS。其结构为：第33页，共77页，星期日，2025年，2月5日1.3可编程逻辑器件的基本概念FAMOS管有两个重叠的栅极：一个在上面，称为控制栅，其作用与普通MOS管的栅极相似；另一个埋在二氧化硅绝缘层内，称为浮置栅。如果浮置栅上没有电荷，叠栅MOS管的工作原理就与普通MOS管相似。第34页，共77页，星期日，2025年，2月5日1.3可编程逻辑器件的基本概念浮置栅上的电荷是靠漏源及栅源之间同时加一较大电压（例如＋20～＋25V编程电压，正常工作电压只有5V）而产生的。当源极接地时，漏极的大电压使漏源之间形成沟道。沟道内的电子在漏源间强电场的作用下获得足够的能量。同时借助于控制栅正电压的吸引，一部分电子穿过二氧化硅薄层进入浮置栅。当高压电源（例如＋20～＋25V编程电压）去掉后，由于浮置栅被绝缘层包围，它所获得的电子很难泄漏，因此可以长期保存。第35页，共77页，星期日，2025年，2月5日1.3可编程逻辑器件的基本概念当浮置栅带上电子后，如果要想擦去浮置栅上的电子，可采用强紫外线或x射线对叠栅进行照射，当浮置栅上的电子获得足够的能量后，就会穿过绝缘层返回到衬底中去。第36页，共77页，星期日，2025年，2月5日1.3可编程逻辑器件的基本概念电可擦除的可编程只读存储器EEPROM：EEPROM（也有写成E2PROM）是一种可以用电信号擦除和改写的可编程ROM。EEPROM的擦除和改写电流很小，在普通工作电源条件下即可进行，擦除时不需要将器件从系统上拆卸下来。EEPROM不仅可以整体擦除存储单元内容，还可进行逐字擦除和逐字改写。第37页，共77页，星期日，2025年，2月5日1.3可编程逻辑器件的基本概念EEPROM的编程元件称为浮栅隧道氧化层MOS管(Flotox管)。即在浮栅上增加一个隧道二极管。Flotox管的结构和符号EEPROM的存储单元第38页，共77页，星期日，2025年，2月5日1.3可编程逻辑器件的基本概念Flotox管结构类似于FAMOS管，但其在悬浮栅下覆盖于漏区之上的氧化层非常薄，低于100(1=10-10m=0.1nm)，而FAMOS器件悬浮栅下的氧化层厚约200。正是如此，使电荷由所谓的“隧道效应”(FowlerNordheimTunneling)积累并存储到悬浮栅上。当施加一个编程电压于控制栅，并保持漏极电位接地，则一个通过薄氧化层的低能电子隧道电流对悬浮栅充电。这个过程也可以反过来，使控制栅接地，对漏极施加高电压，则形成悬浮电荷放电。这种晶体管被称作FLOTOX，即悬浮栅隧道晶体管(Floa